ساخت و توسعه‌ی نوعی دزیمتر شیمیایی بر پایه‌ی پلی‌مر جامد رادیوکرومیک و ارزیابی پاسخ آن در برابر فوتون‌های پرانرژی دستگاه پرتودرمانی

مستعار, احمد; هاشمی, بیژن; زحمتکش, محمدحسن; آقامیری, سیدمحمودرضا; مهدوی, سیدربیع

ساخت و توسعه‌ی نوعی دزیمتر شیمیایی بر پایه‌ی پلی‌مر جامد رادیوکرومیک و ارزیابی پاسخ آن در برابر فوتون‌های پرانرژی دستگاه پرتودرمانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

احمد مستعار ¹

بیژن هاشمی ¹

محمدحسن زحمتکش ²

سیدمحمودرضا آقامیری ³

سیدربیع مهدوی ⁴

¹ گروه فیزیک پزشکی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، صندوق پستی: 151-14115، تهران- ایران

² انستیتو پرتو پزشکی نوین، صندوق پستی: 1466643691، تهران- ایران

³ گروه پرتو پزشکی، دانشکده علوم هسته‌ای، دانشگاه شهید بهشتی، صندوق پستی: 1983963113، تهران- ایران

⁴ گروه فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، صندوق پستی: 141555983، تهران- ایران

چکیده

با پیشرفت‌های اخیر در پرتودرمانی، لزوم تهیه‌ی دزیمترهایی که بتوانند توزیع دز را به صورت سه‌بعدی اندازه‌گیری کنند آشکارتر شده است. در حال حاضر ژل‌های حساس به تابش، به کمک روش‌های تصویربرداری، امکان اندازه‌گیری توزیع سه‌بعدی دز را فراهم آورده‌اند. اما این روش دارای محدودیت‌هایی است. پلی‌مر جامد رادیوکرومیک PRESAGE، ماده‌ی جدیدی برای دزیمتری سه‌بعدی است که تحت تابش پرتوهای یوننده، پاسخ کرومیکی از خود نشان می‌دهد و مزیت‌هایی بر دیگر روش‌های ژل دزیمتری دارد. در این مطالعه حساسیت، خطی بودن و پایداری پاسخ این دزیمتر به ازای غلظت‌های مختلفی از ماده‌ی فعال‌کننده و رنگ‌دانه، مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، ابتدا دزیمترهای PRESAGE با ترکیبات مختلف ساخته شده و تحت تابش پرتوهای گامای کبالت-60 در محدوده‌ی دز صفر تا 50 گری قرار گرفتند. سپس تغییرات جذب اپتیکی دزیمترها توسط اسپکتروفوتومتر تا 14 روز پس از پرتودهی اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که افزایش غلظت فعال‌کننده منجر به افزایش حساسیت و کاهش پایداری پاسخ این نوع دزیمتر می‌شود. علاوه بر این، مشاهده شد که پاسخ دزیمتر با ضریب همبستگی خوبی (بزرگ‌تر از 0.99) خطی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

پرتودرمانی

دزیمتری تابش

پلی‌مر رادیوکرومیک

حساسیت

پایداری

خطی بودن

عنوان مقاله English

Construction and Development of a Chemical Dosimeter Based on the Radiochromic Solid Polymer and Evaluation of it’s Response to High Energy Photons Used in Radiotherapy

نویسندگان English

A Mostaar ¹

B Hashemi ¹

M.H Zahmatkesh ²

M.R Aghamiri ³

S.R Mahdavi ⁴

چکیده English

Recent advances in radiation therapy have made obvious the need for dosimeters that can measure three-dimensional (3-D) dose distributions. Currently, radiosensitive gel dosimeters have provided 3-D dose measurements using the MRI technique. However, this method has some limitations. Recently, a novel transparent polymer dosimeter, PRESAGE, has been introduced which exhibits a radiochromic response when exposed to ionizing radiation. This dosimetry technique has some advantages compared with other gel dosimeters. In this study, the dose response, linearity, sensitivity, and stability of this type of dosimeter were investigated for different levels of the activator, and leuco dye concentration. In this regard, the PRESAGE dosimeters were made with different formulations and were irradiated by gamma-rays of Cobalt-60 in the dose range of 0-50 Gy. Then, the optical absorption changes of the dosimeters were measured by a spectrophotometer over a period of 14 days after the irradiation. The results indicated that increasing the activator concentration leads to the increase of the sensitivity, but decreases the stability of the dosimeter response. Furthermore, it was noted that the dosimeter shows a linear response to the radiation dose with a high level of correlation (R²>0.99).

کلیدواژه‌ها English

Radiotherapy

Radiation Dosimetry

Radiochromic Polymer

Sensitivity

Stability

Linearity

1. 1. S. Webb, “Intensity-modulated radiation therapy,” IOP Publishing, Bristol (2001).
1. 2. F.M. Khan, “The physics of radiation therapy,” William and Wilkins, Maryland (2003).
1. 3. J.C. Gore, Y.S. Kang, R.J. Schulz, “Measurement of radiation dose distribution by nuclear magnetic (NMR) imaging,” Phys. Med. Biol. 10, 1189-1197 (1984).
1. 4. M.J. Maryanski, R.J. Schulz, G.S. Ibbott, J.C. Gatenby, J. Xie, D. Horton, J.C. Gore, “Magnetic resonance imaging of radiation dose distributions using a polymer-gel dosimeter,” Phys. Med. Biol. 39, 1437-1455 (1994).
1. 5. Y. De Deene, C. De Wagter, B. Van Duyse, S. Derycke, B. Mersseman, W. De Gersem, T. Voet, E. Achten, W. De Neve, “Validations of MR-based polymer gel dosimetry as a preclinical three-dimensional verification tool in conformal radiotherapy,” Magn. Reson. Med. 43, 116-125(2000).
1. 6. P. Haraldsson, S.A.J. Back, P. Magnusson, L.E. Olsson, “Dose response characteristics and basic dose distribution data for a polymerization-based dosemeter gel evaluated using MR,” Br. J. Radiol. 73, 58-65 (2000).
1. 7. J.J. Novotny, V. Spevacek, P. Dvorak, J. Novotny, T. Cechak, “Energy and dose rate dependence of BANG-2 polymer-gel dosimeter,” Med. Phys. 28, 2379-2386 (2001).
1. 8. Y. De Deene, C. Hurley, A. Venning, K. Vergote, M. Mather, B.J. Healy, C. Baldock, “A basic study of some normoxic polymer gel dosimeters,” Phys. Med. Biol. 47, 3441-3463 (2002).
1. 9. Y. De Deene, A. Venning, C. Hurley, B.J. Healy, C. Baldock, “Dose-response stability and integrity of the dose distribution of various polymer gel dosimeters,” Phys. Med. Biol. 47, 2459-2470 (2002).
10. Y. De Deene, K. Vergote, C. Claeys, C. De Wagter, “The fundamental radiation properties of normoxic polymer gel dosimeters: a comparison between a methacrylic acid based gel and acrylamide based gels,” Phys. Med. Biol. 51, 653–673 (2006).

11. J. Adamovics, M.J. Maryanski, “A new approach to radiochromic three-dimensional dosimetry-polyurethane,” Third International Conference on Radiotherapy Gel Dosimetry, Journal of Physics, Conference Series 3, 172–175 (2004).

12. P.Y. Guo, J. Adamovics, M. Oldham, “Characterization of a new radiochromic three-dimensional dosimeter,” Med. Phys. 33, 1338-1345 (2006).

13. J. Adamovics, M.J. Maryanski, “Characterization of PRESAGE: a new 3-D radiochromic solid polymer dosimeter for ionizing radiation,” Radiat. Prot. Dosim. 120, 107–112 (2006).